[实用新型]一种直轴式斯特林发动机

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种直轴式斯特林发动机。

背景技术

相对于活塞式内燃机，斯特林发动机是一种外热式活塞式发动机。它以气体做工质，按闭式回路热循环的方式进行工作。随着能源的日趋枯竭和石炭能源产生的严重环境污染，斯特林发动机的应用显得尤为重要，由于斯特林发动机是一种外燃发动机，避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程，具有高效、低噪和低排放的优点，其基本原理涉及的循环过程分如下四个阶段：①定温压缩过程；②定容吸热过程；③定温膨胀过程；④定容放热过程，完成一个循环。在理想吸热的条件下，这种循环的热效率，等于温度上下限相同的卡诺循环。

然而现有的一些斯特林发动机，其飞轮面平行于动力活塞的运动方向，导致整体斯特林发动机高度太高，缩小了斯特林发动机使用的场合，热气缸上部参数设计往往受到限制，且飞轮需要独立支架支持设置，造成整体复杂，重量大，成本较高，且偏心设置，震动大，噪音大，从而造成斯特林发动机对称性差，整体美观性不足的缺点；有的是结构复杂，不能在较高的温度下工作，传递的扭矩小，输出功率低，很难用于大功率的热能利用上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直轴式斯特林发动机，解决了现有的斯特林发动机传动效率低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种直轴式斯特林发动机，包括壁座和直轴，壁座的座身一侧依次固定有第二气缸和第一气缸，第一气缸和第二气缸相互连通，第一气缸内配合设置有第一活塞，第二气缸内配合设置有第二活塞；直轴同时穿过壁座、第二活塞和第一活塞，直轴上远离第一活塞的一端固定有飞轮，直轴上开设有将第一活塞两侧的腔室连通的通气孔，直轴与第一活塞之间、直轴与第二活塞之间均设置有直线旋转转换机构。

本实用新型的特点还在于，

直线旋转转换机构包括直轴上沿外侧壁一周开设的第一斜槽和第二斜槽，第一斜槽和第二斜槽形成的平面均为椭圆形且大小相等，第一斜槽和第二斜槽的相位角相差90°，第一斜槽位于第一活塞与直轴的连接处，第二斜槽位于第二活塞与直轴的连接处，第一活塞的内侧壁对应第一斜槽的位置、第二活塞的内侧壁对应第二斜槽的位置均设置有半球形的第一凹槽，两个第一凹槽的连线与直轴的轴线平行，两个第一凹槽中均放置有半径相当的第一滚珠，两个第一滚珠位于两个第一凹槽外的部分分别卡合在第一斜槽中和第二斜槽中。

直线旋转转换机构包括第一活塞上沿内侧壁一周开设的第三斜槽和第二活塞上沿内侧壁一周开设的第四斜槽，第三斜槽和第四斜槽形成的平面均为椭圆形且大小相等，第三斜槽和第四斜槽的相位角相差90°，直轴的外侧壁对应第三斜槽的位置、直轴的外侧壁对应第四斜槽的位置均设置有半球形的第二凹槽，两个第二凹槽的连线与直轴的轴线平行，两个第二凹槽中均放置有半径相当第二滚珠，两个第二滚珠位于两个第二凹槽外的部分分别卡合在第三斜槽中和第四斜槽中。

直线旋转转换机构包括直轴上沿外侧壁一周开设的第五斜槽和第六斜槽，第五斜槽和第六斜槽形成的平面均为椭圆形且大小相等，第五斜槽和第六斜槽的相位角相差90°，第五斜槽位于第一活塞与直轴的连接处，第六斜槽位于第二活塞与直轴的连接处，第一活塞的内侧壁对应第五斜槽的位置、第二活塞的内侧壁对应第六斜槽的位置均配合设置有半球形的凸起，两个凸起的连线与直轴的轴线平行。

第一气缸和第二气缸沿直轴的径向截面均为圆形，第一气缸的内壁沿轴向开设有第一导向槽，第二气缸的内壁沿轴向开设有第二导向槽，第一活塞的外壁对应第一导向槽的位置固定有第一导向筋，第二活塞的外壁对应第二导向槽的位置固定第二导向筋。

第一导向槽和第二导向槽均设置有两条，两条第一导向槽以第一气缸的径向圆心为中心对称设置，两条第二导向槽以第二气缸的径向圆心为中心对称设置。

第一气缸、和第二气缸、沿直轴的径向截面均为三角形、矩形或者六边形。

壁座上设置有水平贯通座身的通孔，通孔的两端均固定有轴承，直轴套合于两个轴承之中，两个轴承之间固定连接有套筒。

通气孔包括直轴上沿轴向开设的第一通气孔和直轴上沿径向开设的第二通气孔，第二通气孔位于第一气缸和第二气缸连通的位置，第一通气孔的一端位于直轴上靠近第一活塞的端头，第一通气孔的另一端与第二通气孔连通。